SU949765A1 - Трехфазный инвертор - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электротехнике, а именно к силовым преобразовател м энергии , и может найти применение в статических преобразовател х посто нного напр жени  в переменное трехфазное, гальванически разв занное, приближенно синусоидальной формы.

Известен трехфазный инвертор, содержащий три однофазные преобразовательные  чейки, выполненные по мостовой схеме на управл емых ключах, напри-мер транзисторах , шунтированных возвратными диодами , и силовые трансформаторы, первичные обмотки которых включены в диагонали переменного тока указанных  чеек 1.

Недостатком такого инвертора  вл етс  низкое качество одноступенчатой формы выходного напр жени  каждой  чейки.

Известен также трехфазный инвертор, содержащий две трехфазные преобразовательные  чейки, выполненные по мостовой схеме на управл емых ключах, например транзисторах, шунтированных возвратными диодами, со сдвигом коммутации управл емых клк)чей одной  чейки, и автотрансформаторы , первичные обмотки которых включены между одноименными фазами одной и другой указанных  чеек, а к выводу, от середины первичной обмотки каждого авто-. трансформатора, подключены последовательно соединенные друг с другом вторичные обмотки других автотрансформаторов, свободные концы которых образуют фазные выходы этого инвертора.

Форма выходного напр жени  такого инвертора имеет улучшенное качество с исключенными третьей, п той и седьмой гармоническими составл ющими 2.

Недостатком этого инвертора  вл етс  усложнение силовой части за счет различного числа силовых магнитных элементов.

Claims (3)

1. Наиболее близким к предлагаемому техническим решением  вл етс  трехфазный инвертор, содержащий преобразовательные  чейки, кажда  из которых выполнена по мостовой схеме на управл емых ключах, диагональ посто нного тока которой подключена к входным выводам, а диагональ, переменного тока - к первичной обмотке выходного трансформатора, при этом последоват1ельно с каждым из управл емых ключей включена дополнительна  обмотка, предст; )в.1Я1ощак собой соответствующую часть вторичной обмотки выходного трансформатора , вспомогательна  первична  обмотка которого включена в диагональ переменного тока другой  чейки, причем упом нутые дополнительные обмотки соединены встречно друг относительно друга дл  транзисторов противоположных плеч моста и последовательно - лТ.л  транзисторов смежных плеч моста, при этом общие точки этих обмоток подключены к соответственным выводам выходных электромагнитных элементов 3. Однако известное устройство достаточно сложно из-за наличи  дополнительной  чейки , с выходного трансформатора которого снимаетс  напр жение питани  дополнительных обмоток. Цель изобретени  - упрощение схемы. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве в качестве вспомогательной первичной обмотки выходного трансформатора использована основна  первична  обмотка выходного трансформатора смежной  чейки. На фиг. I показана принципиальна  электрическа  схема инвертора, содержаща  транзисторы соответственно 1-4, о-8, 9-12 ожной, другой и третьей преобразовательных  чеек, зашунтированные соответственно возвратными диодами 13-16, 17-20, 21-24; силовые трансформаторы 25-27 включенные в диагонали соответственных  чеек, фазные выходы А. В, С инвертора, На фиг. 2 показаны диаграммы коммутации транзисторов напр жени  - на обмотках трансформаторов 25-27 и линейные напр жени  UAB UBC, UCA- Последовательно с ключами 1 и 4 первой  чейки включены в противоположных направлени х одинаковые части бис ключами 2 и 3 - части а Дополнительных обмоток трансформатора 26 второй  чейки, последовательно с ключами 5 и 8 второй  чейки включены одинаковые части бис ключами 6 и 7 - части а дополнительных обмоток трансформатора 27 третьей  чейки, а последовательно с ее ключами 9 и 12 включены одинаковые части б и с ключами 10 и 11 - части а дополнительных обмоток трансформатора 25 первой  чейки. При одновременно открытых ключах, вход щих в цепи, соедин ющие разные входные выводы преобразовательных  чеек с их разными выходными выводами, например 1 И 4 или 2 и 3, 5 и 8, или 6 и 7, 9 и 12 или 10 и 11, мгновенное значение напр жени  на выходе  чеек равно напр жению питани  и, так как суммарное напр жене встречно включенных частей а или б дополнительных обмоток равно нулю. . При одновременно открытых ключах, вход щих в цепи, соедин ющие разные выходные выводы  чеек с их одними и теми же входными выводами, например 1 и , 3, 2и 4, 5 и 7, 6 и 8, 9 и 11, 10 и 12, напр жение между выходными выводами  чеек равно суммарному напр жению частей двух дополнительных обмоток а и б и образует уровень выходного напр жени , дела  его двухступенчатым. Требуема  пол рность этих уровней и момент перемены их знака обеспечиваетс  фазовыми соотнощени ми между выходными напр жени ми  чеек и дополнительными коммутаци ми их ключей. Выбира  момент дополнительной коммутации пар ключей 1 и 3 и 2 и 4 посередине между коммутаци ми пар ключей 1 и 2 и 3, и 4, можно получить напр жение U25 с симметричной двухступенчатой формой и длительностью дополнительного уровн  30 эл. град. Ввиду аналогичных фазовых соотнощений между коммутацией транзисторов второй и третьей и третьей и первой  чеек путем данного соединени  с их ключами дополнительных обмоток трансформаторов соответственно 27 и 25 на выходах второй и третьей  чеек можно получить- такие же двухступенчатые напр жени  U26 и 1/27, соответственно сдвинутые по фазе на 120 и 240 эл. град, относительно напр жени  U25 . При данном включении дополнительных обмоток в силовые трансформаторы и их соединении последовательно с транзисторами соседних  чеек выходное напр жение каждой  чейки имеет двухступенчатую форму . Линейное напр жение инвертора (диаграммы , UBC;UcA, фиг. 2) имеет трехступенчатую форму, и из него можно исключить все низщие гармонические составл ющие вплоть до одиннадцатой при коэффициенте трансформации дополнительных обмоток , равном Возможно также в трехфазном преобразователе заменить три однофазных трансформатора на один трехфазный с включением двух пар указанных выше дополнительных обмоток по одной паре от каждой из двух фаз в каждую третью его фазу. При отнощении суммарного числа витков частей а и б дополнительных обмоток к числу витков основного трансформатора, равном одаЗУ получаютс  фазные и линейные напр жени , показанные на фиг. 2. Из диаграмм (фиг. 2) видно, что во врем  формировани  соседних ступеней одинаковой величины и противоположного знака в выходном напр жении одной преобразовательной  чейки (например, в напр жение U26 второй  чейки) необходимо, чтобы не мен лись величина и знак напр жени  на включенных в эту  чейку дополнительных обмотках трансформатора другой  чейки (например, трансформатора 27 третьей  чейки), т. е. не мен лось состо ние управл емых ключей этой другой  чейки (например, ключей 9-12 третьей  чейки). Однако во врем  формировани  указанных соседних ступеней выходного напр жени  U26 второй  чейки не мен етс  знак и величина напр жени  Ujj на обмотках трансформатора 25 первой  чейки и состо ние ее ключей 1-4. Поэтому без изменени  достигаемого эффекта формировани  на выходе каждой из двух указанных  чеек двухступенчатого напр жени  можно во вторую преобразовательную  чейку включить дополнительные обмотки трансформатора 25 первой преобразовательной  чейки и получить двухступенчатое напр жение на выходе первой и второй преобразовательных  чеек, не включа  ни в одну из них дополнительные обмотки трансформатора 27 третьей преобразовательной  чейки, т. е. иметь двухфазное двухступенчатое выходное напр жение на преобразователе, состо щем из двух преобразовательных  чеек. На фиг. 3 показана принципиальна  электрическа  схема такого преобразовател  Преобразователь содержит управл емые ключи 28-31 одной  чейки, управл емые ключи 32-35 второй  чейки, шунтирующие диоды 36-43, силовые трансформаторы 44 и 45  чеек, фазные выходы А, В, С преобразовател , образованные соединением вторичных обмоток по известной так называемой схеме Скотта, преобразующей двухфазное напр жение в трехфазное. На фиг. 4 локазаны диаграммы коммутации транзисторов, обозначенных на фиг: 3, U44, 45 выходных напр жений, имеющих двухступенчатую форму и взаимный сдвиг фазы 90 эл. град., необходимый дл  реализации трехфазного выхода при соединении вторичных обмоток трансформаторов 44 и 45 по схеме Скотта. При коэффициенте трансформации дополнительных обмоток по отно1цению к первичным обмоткам, равном -n+W углах дополнительной коммутации одной пары ключей 44 и 45 315 эл. град, и другой пары ключей (одной и той же  чейки) 135 и 125 эл. град, из выходных напр жений каждой  чейки и, следовательно, выходных фазных и линейных напр жений всего преобразовател  исключаютс  не только треть , как в  чейках, выполненных по обычной мостовой схеме, но также и п та  гармонические составл ющие. Кроме того, возможно при включении в одну преобразовательную  чейку дополнительных обмоток трансформатора другой преобразовательной  чейки сформировать п-фазное двухступенчатое напр жение при на.ичии любого числа п 2 преобразовательных  чеек. Таким образом, предлагаемое техническое решение позвол ет значительно упростить схему. Формула изобретени  Трехфазный инвертор, содержащий преобразовательные  чейки, кажда  из которых выполнена по мостовой схеме на управл емых ключах, диагональ посто нного тока которой подсоединена к входным выводам, а диагональ переменного тока - к первичной обмотке выходного трансформатора, а последовательно с каждым из управл емых ключей включена дополнительна  обмотка , представл юща  собой соответствующую часть вторичной обмоткк вылодного трансформатора, имеющего вспомогатель .ную первичную обмотку, включенную в диагональ переменного тока другой  чейки, причем упом нутые дополнительные обмотки соединены встречно друг относительно друга дл  транзисторов противоположных плеч моста и последовательно - дл  транзисторов смежных плеч моста, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  схемы, в качестве вспомогательной первичной обмотки выходного трансформатора использована основна  первична  обмотка выходного трансформатора смежной  чейки. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Моин В. С. и др. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М., «Энерги , 1972, с 154, рис. 5-18.
2. 2.Патент США № 3573602, кл. 321-9, 1971.
3. 3.Авторское свидетельство СССР № 647818, кл. Н 02 М 7/537, 1975.

   9 28

   J/ 30 33

   3Z 35 36

   f

   i

   tzf

   V4

   т